淺談JVM之使用JFR解決內(nèi)存泄露

更新時(shí)間：2021年06月03日 09:36:02 作者：flydean

內(nèi)存泄露的主要原因就是java中的對(duì)象生命周期有長(zhǎng)有短。如果長(zhǎng)生命周期的對(duì)象引用了短生命周期的對(duì)象，就有可能造成事實(shí)上的內(nèi)存泄露。本文將介紹JVM之使用JFR解決內(nèi)存泄露。

簡(jiǎn)介

雖然java有自動(dòng)化的GC，但是還會(huì)有內(nèi)存泄露的情況。當(dāng)然java中的內(nèi)存泄露跟C++中的泄露不同。

在C++中所有被分配的內(nèi)存對(duì)象都需要要程序員手動(dòng)釋放。但是在java中并不需要這個(gè)過(guò)程，一切都是由GC來(lái)自動(dòng)完成的。那么是不是java中就沒(méi)有內(nèi)存泄露了呢？

要回答這個(gè)問(wèn)題我們首先需要界定一下什么是內(nèi)存泄露。如果說(shuō)有時(shí)候我們不再使用的對(duì)象卻不能被GC釋放的話，那么就可以說(shuō)發(fā)生了內(nèi)存泄露。

一個(gè)內(nèi)存泄露的例子

我們舉一個(gè)內(nèi)存泄露的例子，先定義一個(gè)大對(duì)象：

public class KeyObject {
    List<String> list = new ArrayList<>(200);
}

然后使用它：

public class TestMemoryLeak {

    public static HashSet<Object> hashSet= new HashSet();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        boolean flag= true;
        while(flag){
            KeyObject keyObject= new KeyObject();
            hashSet.add(keyObject);
            keyObject=null;
            Thread.sleep(1);
        }
        System.out.println(hashSet.remove(new KeyObject()));
    }
}

在這個(gè)例子中，我們將new出來(lái)的KeyObject對(duì)象放進(jìn)HashSet中。
然后將keyObject置為空。

但是因?yàn)轭?lèi)變量hashSet還保留著對(duì)keyObject的引用，所以keyObject對(duì)象并不會(huì)被回收。

注意，最后一行我們加了一個(gè)hashSet.remove的代碼，來(lái)使用類(lèi)變量hashSet。
為什么要這樣做呢？這樣做是為了防止JIT對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化，從而影響我們對(duì)內(nèi)存泄露的分析。

使用JFR和JMC來(lái)分析內(nèi)存泄露

Flight Recorder(JFR)主要用來(lái)記錄JVM的事件，我們可以從這些事件中分析出內(nèi)存泄露。

可以通過(guò)下面的指令來(lái)開(kāi)啟JFR：

java -XX:StartFlightRecording

當(dāng)然我們也可以使用java神器jcmd來(lái)開(kāi)啟JFR：

jcmd pid JFR.dump filename=recording.jfr path-to-gc-roots=true

這里我們使用JMC來(lái)圖形化分析一下上面的例子。

開(kāi)啟JMC，找到我們的測(cè)試程序，打開(kāi)飛行記錄器。

可以看到我們的對(duì)象在飛行記錄器期間分配了4MB的內(nèi)存，然后看到整體的內(nèi)存使用量是穩(wěn)步上升的。

我們什么時(shí)候知道會(huì)有內(nèi)存泄露呢？最簡(jiǎn)單的肯定就是OutOfMemoryErrors，但是有些很隱蔽的內(nèi)存泄露會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存使用緩步上漲，這時(shí)候就需要我們進(jìn)行細(xì)致的分析。

通過(guò)分析，我們看到內(nèi)存使用在穩(wěn)步上漲，這其實(shí)是很可疑的。

接下來(lái)我們通過(guò)JVM的OldObjectSample事件來(lái)分析一下。

OldObjectSample

OldObjectSample就是對(duì)生命周期比較長(zhǎng)的對(duì)象進(jìn)行取樣，我們可以通過(guò)研究這些對(duì)象，來(lái)檢查潛在的內(nèi)存泄露。

這里我們關(guān)注一下事件瀏覽器中的Old Object Sample事件，我們可以在左下方看到事件的詳情。

或者你可以使用jfr命令直接將感興趣的事件解析輸出：

jfr print --events OldObjectSample flight_recording_1401comflydeanTestMemoryLeak89268.jfr > /tmp/jfrevent.log

我們看一個(gè)具體的輸出Sample：

jdk.OldObjectSample {

startTime = 19:53:25.607

allocationTime = 19:50:51.924

objectAge = 2 m 34 s

lastKnownHeapUsage = 3.5 MB

object = [

java.lang.Object[200]

]

arrayElements = 200

root = N/A

eventThread = "main" (javaThreadId = 1)

stackTrace = [

java.util.ArrayList.<init>(int) line: 156

com.flydean.KeyObject.<init>() line: 11

com.flydean.TestMemoryLeak.main(String[]) line: 17

]

}